劉力
(遼寧裝備制造職業(yè)技術學院自動控制系,遼寧 沈陽 110161)
本文提出了用組態(tài)軟件實現(xiàn)交通燈PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能。利用PLC作為下位機實施現(xiàn)場控制,計算機作為上位機運行組態(tài)王軟件實施實時監(jiān)控,設計了一套交通燈監(jiān)控系統(tǒng)。兩者取長補短,達到了前所未有的控制效果。
本文設計的交通燈監(jiān)控系統(tǒng),可在計算機上以組態(tài)軟件為平臺,實時監(jiān)控交通信號,做到對交通燈控制系統(tǒng)的集中管理、集中顯示與在線調(diào)試等功能。同時能夠利用組態(tài)軟件的報表功能,保存歷史數(shù)據(jù),并能夠根據(jù)預設值實施報警。
系統(tǒng)由計算機作為上位機,運行組態(tài)軟件,實時監(jiān)控。由PLC作為下位機,運行PLC程序,實施對交通信號的控制。其中,PLC選用德國西門子公司的PLC,型號是S7-200。此型號PLC有40個輸入/輸出,其中輸入點16個、輸出點24個,能夠滿足系統(tǒng)輸入/輸出點數(shù)的需要。PLC與計算機是串行通信,用RS232/485轉(zhuǎn)換器連接,保證信號的可靠轉(zhuǎn)換。
十字路口交通信號燈的東西南北4個方向變化時序,如圖1所示。
圖1 十字路口交通信號燈時序圖
交通燈控制程序,必須應用定時器指令。本文將十字路口交通燈的控制循環(huán)周期分為8段。分段的原則是:將時序圖中任意一個方向的信號燈狀態(tài)發(fā)生改變的時間點,作為分段時間的始末,即0~16 s,16~17 s,以此類推。
PLC程序中,將8段定時的時間對應指定的定時器,當定時器定時時間到時,控制下一段時間中信號燈的亮滅,以此類推。循環(huán)周期結(jié)束后,再回到第一段定時時間段的PLC程序處,繼續(xù)下一個周期,如此往復。交通燈控制程序,也可用順序功能圖的方法編寫。
本系統(tǒng)選用的組態(tài)軟件,是北京亞控公司的組態(tài)王6.52。上位機運行組態(tài)軟件,主要實現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)采集,監(jiān)控界面的實時更新,同時提供給操作人員一個良好的界面,使操作者可不到現(xiàn)場,即可修改參數(shù)(如東西方向紅燈的點亮時間),方便監(jiān)控和管理。
在組態(tài)王的監(jiān)控界面,主要實現(xiàn)了路口交通信號監(jiān)控界面的設計,并且實現(xiàn)了計算機和PLC之間通信暢通。
(1)路口交通信號監(jiān)控界面。為使監(jiān)控界面美觀、逼真,設計中應用了組態(tài)王的動畫功能,交通信號燈采用開關量動畫設置,其程序運行中監(jiān)控界面,如圖2所示。
圖2 程序運行中的監(jiān)控畫面
(2)其他窗口和界面。除路口信號監(jiān)控外,為保證系統(tǒng)可靠運行,還設計了系統(tǒng)報警窗口。系統(tǒng)可在報警變量超出預設值時,彈出報警窗口,顯示報警信息,方便操作人員檢查故障,維護系統(tǒng)。
另外,利用組態(tài)王為系統(tǒng)提供的實時報告,可應用歷史數(shù)據(jù)利用Report()函數(shù),生成固定格式的歷史記錄報告。系統(tǒng)可根據(jù)統(tǒng)計報告,決策多個路口的投入數(shù)量,平抑高峰負荷。
通過程序調(diào)試與模擬運行,監(jiān)控界面的運行情況與PLC狀態(tài)一致,能夠?qū)崿F(xiàn)PLC交通燈控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控。
測試結(jié)果表明,利用組態(tài)軟件實現(xiàn)計算機和PLC之間的實時通信,設計的監(jiān)控界面也能夠?qū)崟r地監(jiān)控交通燈狀態(tài),人機界面良好,可保證系統(tǒng)正常運行。此方法可應用于PLC的各種控制系統(tǒng),既可以發(fā)揚PLC控制系統(tǒng)抗干擾能力強、使用方便等優(yōu)點,又可以實現(xiàn)可視化監(jiān)控,大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期。
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